全息影像可取代3D電影舊技術 - 楊天帥

2011年1月27日 - 信報

話說清朝一汪姓官員乘馬車趕路，忽遇傾盆大雨，雷電交加，遂躲到一旁避雨。雨過天晴，汪官赫見車窗鬼影幢幢，掀簾察看，車內又空無一人。審視一番，原來鬼影係刻於玻璃窗上。汪官見狀，大感神異，回家後直把玻璃卸下供奉。

一供便是二十多載。及至玻璃輾轉傳到博學者姚元之手中，他便把此異聞載於所撰之書《竹葉亭雜記》，解釋鬼影實為仙影，其時雷雨肆虐，仙人與童子避劫於玻璃，離開後靈氣聚合，故成影像，歷久不散。

此一典故並非無中生有。事實上，當時的玻璃仙影，幾乎每個現代人的錢包都會有幾個。只要有入息證明，誰都可以申請，還豁免首年年費哩。 

3D電影成近年潮流，然明眼人早知這戴眼鏡看立體的把戲，實為「舊貨」，早於五十年前已經出現。「粗略分類的話，屬於第一代3D技術。」香港城市大學電子工程學系副教授曾偉明說。

「當然，現在無論攝影機、鏡頭抑或眼鏡等硬件都比以前優化了，但它的基本概念依然無變。」

仙影實為全息圖

曾教授說，第二代3D技術亦不複雜。坊間隨處可買到一些小兒玩意硬卡板，上有凹凸紋，從不同角度看可見到不同圖案，這就是第二代3D技術的原形。

「第二代好處在於不必戴眼鏡亦可觀看3D影像，這種模式稱為『裸視』（Lens free）。」曾教授解釋。今日螢光幕已可利用此技術做出立體視覺效果，市面上的3D電視即屬此類。「不過畫面會比較朦朧。這種技術還需要時間成熟。」

至於第三代，便是那清代的「仙影」、Visa卡上的立體鷹和Master卡上的立體世界地圖。涉及的技術名為「全息術」（Holography）。

全息術亦非嶄新科技，早於1948年已由匈牙利/英國藉科學家Dennis Gabor發明。不過由於當時光束強度及純度仍未能達到此技術需求，故全息術一直未得普及應用。

至1960年，激光的出現推動了全息術的發展。科學家成功製造出能夠再現3D物體的全息圖，從實踐上證明了全息術潛力無限，終令Dennis Gabor於1971年贏得諾貝爾物理學獎。

全息圖（Hologram）一詞源於希臘語中兩個單詞：Holos 和 Gramme。前者是整個或完整的意思；後者則解作訊息、書信。「全息術」之意便是把物體的全部訊息記錄下來並再現的技術。

高清電視超低清

簡單而言，全息術的原理是發射一束激光，以鏡把它分成兩束，一束（稱為物體記錄光束）照射到拍攝物上，另一束（參考記錄光束）則直接射到全息菲林。

前一束會經物體反射到菲林，與後一束相會，透過干涉效應（interference）產生獨特條紋，記錄於菲林上。接下來只要把全息菲林像普通菲林般作顯影、定影、乾燥、密封的處理，「照片」便能沖曬出來。這張「照片」就是全息圖了。

「現在什麼都講求數碼化，我從事的研究正是關於全息影像的數碼顯示與製作。」曾教授說。「倘研究成功，不僅能夠以數碼相機拍攝全息圖，用家更可用圖像軟件（如小畫家）隨心繪製，並於電腦螢光幕上裸視，完全無須配佩眼鏡。」

要達至上述目標，曾教授面對的一大難題是高解像度要求。為測試數碼全息術，他在一塊數厘米的玻璃片上以此技術刻上「城市大學」四個字，「這裏已要用到4000X4000點（Pixel）解像度！市面上所謂的高清電視，42吋大小才只有不足2000點。與之相比，我這種才是真高清，它是超低清！」

「超低清」電視已價值不菲，「真高清」無疑更昂貴，上述一小方玻璃片造價已逾2000元。「然而，最大挑戰是電腦運算速度。太多點了，電腦不夠快，用傳統方法計算，可能要數十小時才能產生一幅全息圖。」

「今日所有從事這方面研究的人也在想如何設計一套新算法（algorithm，即計算步驟），以減少計算時間。我的研究目標就是一秒產生約三十幅全息圖。」

「其實現在的電腦螢光幕已勉強可以做到全息圖的效果。不過要顯示得像電視一樣細緻漂亮，大概還需要很長時間罷。」

「長時間即是多久呢？」我問。

「其實也只是十年八載。你不覺得現今科技就好似燒爆竹一樣，進步得快，價錢也跌得快麼？」